DE102020107129B4 - Turbocharger arrangement with VTG and turbine bypass - Google Patents

Turbocharger arrangement with VTG and turbine bypass Download PDF

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Abstract

Abgasturboladeranordnung (102) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (100), aufweisend
- einen Abgasturbolader (104) mit einem Turbinengehäuse (106) und einer Turbine (105) mit einer variablen Turbinengeometrie, die mittels eines VTG-Stellers (5) veränderbar ist,
- einen Turbinenbypass (13) zur Leitung von Abgas am Abgasturbolader vorbei und mit einem TB-Sperrmittel (11), das mittels eines TBS-Stellers (10) den Turbinenbypass (13) blockieren oder freigeben kann,
- einen Aktuator (20), der mit dem jeweils VTG-Steller (5) und dem TBS-Steller (10) unmittelbar oder mittelbar verbunden und dazu eingerichtet ist, den VTG-Steller (5) und den TBS-Steller (10) so auszulenken, dass gleichzeitig die variable Turbinengeometrie geschlossen und der Turbinenbypass (13) geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspannung des VTG-Stellers (5) oder des TBS-Stellers (10) derart ausgebildet ist, dass das TB-Sperrmittel (11) den Turbinenbypass (13) freigibt oder die Leitschaufeln (8) in eine maximal geschlossene Position verfahren, wenn mittels des Aktuators (20) keine Aktuatorkraft aufgebracht wird.

Figure DE102020107129B4_0000
Exhaust gas turbocharger arrangement (102) for a motor vehicle with an internal combustion engine (100), having
- an exhaust gas turbocharger (104) with a turbine housing (106) and a turbine (105) with a variable turbine geometry, which can be changed by means of a VTG actuator (5),
- a turbine bypass (13) for conducting exhaust gas past the exhaust gas turbocharger and with a TB blocking means (11), which can block or release the turbine bypass (13) by means of a TBS actuator (10),
- An actuator (20) which is connected directly or indirectly to the respective VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) and is set up to move the VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) so to be deflected in that the variable turbine geometry is closed and the turbine bypass (13) is opened at the same time, characterized in that the VTG actuator (5) or the TBS actuator (10) is prestressed in such a way that the TB blocking means (11) releases the turbine bypass (13) or moves the guide vanes (8) to a maximum closed position if no actuator force is applied by means of the actuator (20).
Figure DE102020107129B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasturboladeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasturboladeranordnung.The invention relates to an exhaust gas turbocharger arrangement for a motor vehicle with an internal combustion engine and a method for operating an exhaust gas turbocharger arrangement.

Moderne Abgasturbolader (nachfolgend auch als ATL bezeichnet), die bei PKW-Motoren, insbesondere bei Ottomotoren, eingesetzt werden, verfügen fast immer über einen Turbinenbypass (nachfolgend auch als TB bezeichnet). Der Turbinenbypass ist dann mit einem Verstellorgan versehen, das häufig als Klappe ausgeführt ist und den Abgasmassenstrom reguliert, der über die Turbine strömt, und damit den Ladedruck einstellt. Zur Ansteuerung des Verstellorgans wird ein Aktuator benötigt.Modern exhaust gas turbochargers (hereinafter also referred to as ATL), which are used in passenger car engines, in particular in Otto engines, almost always have a turbine bypass (hereinafter also referred to as TB). The turbine bypass is then provided with an adjustment element, which is often designed as a flap and regulates the exhaust gas mass flow that flows through the turbine and thus adjusts the boost pressure. An actuator is required to control the adjustment element.

Durch ein weites Öffnen des Turbinenbypasses wird auch die sogenannte Katalysatorheizfunktion (Katheizen) dargestellt, indem nach dem Motorstart ein möglichst hoher Massenstrom mit möglichst geringer Abkühlung an der Turbine vorbei direkt auf den Katalysator geleitet wird, um ihn schnell auf die Temperatur, ab der die Konvertierung der Abgase beginnt, aufzuheizen.By opening the turbine bypass wide, the so-called catalytic converter heating function (catalytic converter heating) is also achieved in that, after the engine has started, the highest possible mass flow with the least possible cooling is passed past the turbine directly to the catalytic converter in order to quickly bring it up to the temperature at which conversion begins the exhaust gases begin to heat up.

Es kommen vermehrt auch Turbinen mit Variabilitäten zum Einsatz. Unter einer Variabilität wird vorliegend insbesondere eine Turbine mit variablen Leitschaufeln (nachfolgend auch als VTG bezeichnet) verstanden, über die das Durchsatzverhalten der Turbine verändert und so auch u.a. der Gegendruck reduziert werden kann. Für die Ansteuerung der Leitschaufeln wird ebenfalls ein Aktuator benötigt.Turbines with variabilities are increasingly being used. In the present case, variability is understood to mean, in particular, a turbine with variable guide vanes (also referred to below as VTG), via which the throughput behavior of the turbine can be changed and the back pressure can thus be reduced, among other things. An actuator is also required to control the guide vanes.

Bisher ist insbesondere bei PKWs der VTG-Turbolader typischerweise ohne Turbinenbypass ausgeführt.To date, the VTG turbocharger has typically been designed without a turbine bypass, particularly in passenger cars.

Davon abweichend zeigt die DE 11 2014 004 824 T5 eine Turboladeranordnung mit VTG und Turbinenbypass, um bei einem kleineren Turbinenrad eine Wastegate-Baugruppe zum vollständigen Vorbeileiten eines Teils der Strömung an dem Turbinenrad zu benutzen und damit höhere Durchflussraten zu erreichen.Deviating from this, the DE 11 2014 004 824 T5 a turbocharger arrangement with VTG and turbine bypass to use a wastegate assembly to bypass part of the flow completely around the turbine wheel with a smaller turbine wheel and thus achieve higher flow rates.

Auch hinsichtlich der immer strenger werdenden Emissionsanforderungen wird die Kombination von VTG und Turbinenbypass in Betracht gezogen, um die Turboladeranordnung variabler betreiben zu können, insbesondere beim Katheizen. Dazu werden bisher zwei Aktuatoren eingesetzt; einer für die Leitschaufeln der VTG, einer für die Ansteuerung des TB-Sperrmittels des Turbinenbypasses.The combination of VTG and turbine bypass is also being considered in view of the increasingly stringent emission requirements in order to be able to operate the turbocharger arrangement more variably, especially when heating the cat. To date, two actuators have been used for this purpose; one for the guide vanes of the VTG, one for controlling the TB blocking device of the turbine bypass.

Die Turboladeranordnung der DE 11 2014 004 824 T5 kommt mit einem Aktuator aus. Allerdings ist diese nicht für den benötigten variablen Betrieb geeignet, weil der Turbinenbypass nur geöffnet werden kann, wenn die VTG für einen großen Abgasmassenstrom bereits weit geöffnet ist.The turbocharger arrangement DE 11 2014 004 824 T5 gets by with one actuator. However, this is not suitable for the required variable operation because the turbine bypass can only be opened when the VTG is already wide open for a large exhaust gas mass flow.

DE 10 2018 217 856 A1 offenbart zudem einen Variable-Turbinengeometrie-Lader für ein Fahrzeug, wobei ein Einlass einer Umgehungsleitung eines Scheibenkörpers an einer Seite des Scheibenkörpers ausgebildet ist und so gestaltet ist, dass er durch Leitschaufeln des Variable-Turbinengeometrie-Lader geöffnet wird, wenn die Leitschaufeln gedreht werden, um eine variable Düse vollständig zu schließen, um die Umgehungsleitung fluidisch mit dem Raum des Turbinengehäuses zu verbinden. DE 10 2018 217 856 A1 also discloses a variable geometry turbine supercharger for a vehicle, wherein an inlet of a bypass passage of a disk body is formed on a side of the disk body and is designed to be opened by vanes of the variable turbine geometry supercharger when the vanes are rotated, to fully close a variable nozzle to fluidly connect the bypass to the space of the turbine housing.

DE 10 2017 212 769 A1 offenbart zudem eine Turbine mit variabler Geometrie, die umfasst: ein Turbinengehäuse, eine Schaufelpaketanordnung, mindestens einen inneren Bypasskanal, wobei sich eine Schaufelkomponente in dem inneren Bypasskanal erstreckt und dazu ausgeführt und angeordnet ist, als Drehventil zu wirken, um Fluid durch den mindestens einen inneren Bypasskanal zu verhindern oder zu gestatten. DE 10 2017 212 769 A1 also discloses a variable geometry turbine comprising: a turbine housing, a vane pack assembly, at least one inner bypass passage, wherein a vane component extends within the inner bypass passage and is constructed and arranged to act as a rotary valve to circulate fluid through the at least one inner Prevent or allow bypass channel.

DE 10 2004 005 001 A1 offenbart zudem eine Einrichtung zur Betätigung eines Steuerelementes, welches eine Fläche aufweist, mit der eine ein Bypass-Leitung an einer Aufladeeinrichtung an Verbrennungskraftmaschinen freigebbar oder verschließbar ist, wobei das über die Einrichtung betätigbare Steuerelement mittels eines Stellers bewegbar ist, und wobei an einem Stellglied des Stellers ein Übertragungsglied aufgenommen ist, welches an einem um eine Gelenkstelle verschwenkbaren Stützelement geführt ist und einem Kulissenhebel eine Schwenkbewegung zur Betätigung des Steuerelementes aufprägt. DE 10 2004 005 001 A1 also discloses a device for actuating a control element, which has a surface with which a bypass line on a charging device on internal combustion engines can be opened or closed, wherein the control element that can be actuated via the device can be moved by means of an actuator, and on an actuator of the A transmission member is accommodated on the actuator, which is guided on a support element which can be pivoted about an articulation point and imparts a pivoting movement to a rocker arm to actuate the control element.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Turboladeranordnung mit VTG und Turbinenbypass und ein zugehöriges Betriebsverfahren zu verbessern.Against this background, it is an object of the invention to improve a turbocharger arrangement with VTG and turbine bypass and an associated operating method.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Abgasturboladeranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by an exhaust gas turbocharger arrangement having the features of claim 1 and by an operating method having the features of claim 9. The dependent claims relate to advantageous developments of the invention.

Gemäß einem Aspekt wird eine Abgasturboladeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, aufweisend: (a) einen Abgasturbolader mit einem Turbinengehäuse und einer Turbine mit einer variablen Turbinengeometrie, die mittels eines VTG-Stellers veränderbar ist; (b) einen Turbinenbypass zur Leitung von Abgas am Abgasturbolader vorbei und mit einem TB-Sperrmittel (TBS), das mittels eines TBS-Stellers den Turbinenbypass blockieren oder freigeben kann, (c) einen Aktuator, der mit dem VTG-Steller und dem TBS-Steller jeweils unmittelbar oder mittelbar verbunden und dazu eingerichtet ist, den VTG-Steller, insbesondere zum Verändern der Turbinengeometrie, und den TBS-Steller, insbesondere zum Blockieren oder Freigeben des Turbinenbypasses, auszulenken.According to one aspect, an exhaust gas turbocharger arrangement for a motor vehicle with an internal combustion engine is proposed, comprising: (a) an exhaust gas turbocharger with a turbine housing and a turbine with a variable turbine geometry that can be changed by means of a VTG actuator is; (b) a turbine bypass for routing exhaust gas past the exhaust gas turbocharger and with a TB blocking means (TBS), which can block or unblock the turbine bypass by means of a TBS actuator, (c) an actuator connected to the VTG actuator and the TBS -Actuator is directly or indirectly connected and set up to deflect the VTG actuator, in particular to change the turbine geometry, and the TBS actuator, in particular to block or release the turbine bypass.

Der Aktuator ist dazu eingerichtet, den VTG-Steller und den TBS-Steller so auszulenken, dass, insbesondere gleichzeitig, die variable Turbinengeometrie, insbesondere maximal, geschlossen und der Turbinenbypass geöffnet ist.The actuator is set up to deflect the VTG actuator and the TBS actuator in such a way that, in particular at the same time, the variable turbine geometry is closed, in particular to a maximum, and the turbine bypass is open.

Dadurch kann auch bei niedrigen Abgasmassenstroms sichergestellt werden, dass - beispielsweise bei einem Kaltstart - die im vorhandenen Abgas enthaltene Enthalpie möglichst umfassend zur Katalysatorheizung verwendet werden kann.In this way it can be ensured, even with a low exhaust gas mass flow, that--for example in the case of a cold start--the enthalpy contained in the exhaust gas present can be used as comprehensively as possible for heating the catalytic converter.

Gemäß einer Ausführung ist/sind die Verbindung(en) des Aktuators mit dem VTG-Steller und/oder mit dem TBS-Steller, gegebenenfalls jeweils, mit einem Auslenkspiel in einer Auslenkrichtung ausgebildet, insbesondere sodass einer der Steller im Rahmen des Auslenkspiel unabhängig von dem anderen Steller auslenkbar ist.According to one embodiment, the connection(s) of the actuator to the VTG actuator and/or to the TBS actuator, if applicable, is/are designed with a deflection play in one deflection direction, in particular so that one of the actuators can be independently of the deflection play within the scope of the deflection play other controller can be deflected.

Dadurch kann der Turbinenbypass in einem gewissen Ausmaß unabhängig von der Position der Leitschaufeln der VTG geöffnet werden, um einen optimierten Katalysator-Heizbetrieb zu ermöglichen.This allows the turbine bypass to be opened to a certain extent, independently of the position of the VTG guide vanes, in order to enable optimized catalytic converter heating operation.

Gemäß einer Ausführung ist ein Aktuator vorgesehen, der sowohl die kontinuierliche Verstellung des variablen Vorleitrades der VTG-Turbine des Turboladers als auch, insbesondere im relevanten Bereich, die Ansteuerung des Verstellorgans für den Turbinenbypass übernimmt.According to one embodiment, an actuator is provided which takes over both the continuous adjustment of the variable inlet guide wheel of the VTG turbine of the turbocharger and, in particular in the relevant area, the activation of the adjustment element for the turbine bypass.

In den weiter unten beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen geschieht dies über geeignete Anordnungen von Stellern für das VTG und für den Turbinenbypass, die insbesondere über mittels Langlöchern realisierte Freiwege eine sequentielle Ansteuerung der VTG und des TB-Sperrmittels des Turbinenbypasses ermöglichen.In the exemplary embodiments described below, this is done via suitable arrangements of actuators for the VTG and for the turbine bypass, which allow sequential control of the VTG and the TB blocking means of the turbine bypass, in particular via free paths realized by means of elongated holes.

Weiterbildungen der Erfindung mit und ohne vorgespannten Federelementen zur Ausnutzung der Freiwege der Langlöcher sind gemäß Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen.Developments of the invention with and without prestressed spring elements for utilizing the free paths of the elongated holes are provided according to developments of the invention.

Die ggf. vorgesehenen Federelemente können mechanisch ausgebildet sein; es sind aber gemäß unterschiedlichen Ausführungen auch hydraulische oder pneumatische (und auch andere geeignete) Lösungen, ggf. in Kombination mit mechanischen Federelementen, vorgesehen.The optionally provided spring elements can be designed mechanically; however, according to different designs, hydraulic or pneumatic (and other suitable) solutions are also provided, possibly in combination with mechanical spring elements.

Um ein Schwingen des Systems zu verhindern, können gemäß einer Ausführung auch dämpfende Elemente eingebracht werden, beispielsweise in einer Kombination mit einem mechanischen Federelement.In order to prevent the system from oscillating, according to one embodiment damping elements can also be introduced, for example in combination with a mechanical spring element.

Als Aktuator ist gemäß einer Ausführung ein Linearsteller vorgesehen. Je nach Bauraumverfügbarkeit kann aber auch ein rotatorischer Steller verwendet werden.According to one embodiment, a linear positioner is provided as the actuator. Depending on the space available, a rotary actuator can also be used.

Gemäß einer Ausführung werden der Aktuator sowie die Feder- und Stellelemente so ausgelegt und gestaltet, dass sie auch thermische Längenausgleiche ermöglichen.According to one embodiment, the actuator and the spring and adjusting elements are designed and designed in such a way that they also enable thermal length compensation.

Je nach Anordnung der Verstellvorrichtungen und Langlöcher ist es möglich, den Turbinenbypass bei maximal geöffneten Leitschaufelposition und/oder bei maximal geschlossenen Leitschaufelposition zu betätigen.Depending on the arrangement of the adjusting devices and elongated holes, it is possible to actuate the turbine bypass when the guide vane position is maximally open and/or when the guide vane position is maximally closed.

Eine Ausprägung „Öffnen des Turbinenbypasses“ bei minimalem Massenstrom über die Turbine (geschlossene Leitschaufel-Position) ist dabei vor allem für das Heizen des Katalysators nach dem Motorstart vorteilhaft, und daher als bevorzugte Ausführung der Erfindung vorgesehen.An expression “opening the turbine bypass” with minimal mass flow through the turbine (closed guide vane position) is particularly advantageous for heating the catalytic converter after the engine has started and is therefore provided as a preferred embodiment of the invention.

Zur Realisierung anderer Verstellwege bei Ausfall des Linearstellers sind entsprechende Anordnungen von vorgespannten Federelementen, ihrer Kraftrichtung sowie die Anordnung der Verstellstangen und Langlöcher vorzusehen. So kann beispielsweise die Stellung „Turbinenbypass offen“ und maximal „offene Leitschaufel“-Position der VTG eine bevorzugte Fail-Safe-Position sein, die einen sicheren saugmotorischen Betrieb des Motors erlaubt.In order to implement other adjustment paths if the linear actuator fails, corresponding arrangements of prestressed spring elements, their direction of force and the arrangement of the adjustment rods and elongated holes must be provided. For example, the position "turbine bypass open" and maximum "open guide vane" position of the VTG can be a preferred fail-safe position that allows safe naturally aspirated operation of the engine.

Auch die Stellung „Turbinenbypass offen“ und maximal „geschlossene Leitschaufel“-Position kann eine bevorzugte Fail-Safe-Position sein, die einen sicheren saugmotorischen Betrieb des Motors und immer noch ein optimiertes Katalysatorheizen erlaubt.The "turbine bypass open" and maximum "closed guide vane" position can also be a preferred fail-safe position that allows safe naturally aspirated operation of the engine and still optimized catalyst heating.

Unter einer Fail-Safe-Position ist vorliegend insbesondere eine Position des TB-Sperrmittels des Turbinenbypasses und eine Position der VTG zu verstehen, die sich, insbesondere stabil, einstellt, wenn der Aktuator nicht bestromt und/oder versagensbedingt ohne Funktion ist.In the present case, a fail-safe position is to be understood in particular as a position of the TB blocking means of the turbine bypass and a position of the VTG that is set, in particular in a stable manner, when the actuator is not energized and/or is inoperative due to a failure.

Unter einer Auslenkrichtung ist vorliegend insbesondere eine Richtung zu verstehen, in welcher einer der Steller und/oder der Aktuator, insbesondere hin und her, verfahren (werden) können, insbesondere durch eine Bestromung und entsprechende Ansteuerung des Aktuators.A deflection direction is to be understood here in particular as a direction in which one of the positioners and/or the actuator, in particular which can (be) moved back and forth, in particular by energizing and correspondingly controlling the actuator.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Abgasturboladeranordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung vorgeschlagen, aufweisend zumindest die Verfahrensschritte: (i) Ermitteln eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs; (ii) Ansteuern des Aktuators in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand, wobei der Aktuator zum Öffnen des Turbinenbypasses angesteuert wird, wenn als Betriebszustand ein Katalysatorheizungsbetrieb ermittelt wird.According to a further aspect, a method for operating an exhaust gas turbocharger arrangement according to an embodiment of the invention is proposed, having at least the method steps: (i) determining an operating state of the motor vehicle; (ii) Activation of the actuator as a function of the ascertained operating state, the actuator for opening the turbine bypass being activated if catalyst heating operation is ascertained as the operating state.

Dadurch kann auch bei niedrigen Abgasmassenstroms sichergestellt werden, dass - beispielsweise bei einem Kaltstart - die im vorhandenen Abgas enthaltene Enthalpie möglichst umfassend zur Katalysatorheizung verwendet werden kann.In this way it can be ensured, even with a low exhaust gas mass flow, that--for example in the case of a cold start--the enthalpy contained in the exhaust gas present can be used as comprehensively as possible for heating the catalytic converter.

Ein Katalysatorheizungsbetrieb kann beispielsweise aufgrund einer Ermittlung einer Temperatur einer Abgasnachbehandlungskomponente (wie zum Beispiel eines Katalysators) und/oder einer Außentemperatur und/oder einer Abstellzeit des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.A catalytic converter heating operation can be determined, for example, based on a determination of a temperature of an exhaust gas aftertreatment component (such as a catalytic converter) and/or an outside temperature and/or a shutdown time of the motor vehicle.

Dazu können beispielsweise die relevanten Temperaturen - direkt mittels Sensoren und/oder indirekt mittels eines Modells - ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ können aber auch indirekte Parameter dazu herangezogen werden, einen Katalysatorheizungsbetrieb zu ermitteln: beispielsweise kann ein Katalysatorheizungsbetrieb angenommen werden, wenn die Zündung des Fahrzeugs aktiviert wird, und/oder die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs gestartet wird, und/oder eine Tür des Fahrzeugs, insbesondere die Fahrertür, entriegelt und/oder geöffnet wird, und/oder eine Sitzbelegungserkennung des Fahrzeugs eine Belegung des Fahrersitzes erkennt, und/oder ein Rückhaltegurt, insbesondere am Fahrersitz, anlegt wird. Alternativ kann die Heizung auch mittels einer Fernbedienung manuell oder automatisch aktiviert werden.For this purpose, for example, the relevant temperatures can be determined—directly by means of sensors and/or indirectly by means of a model. Additionally or alternatively, however, indirect parameters can also be used to determine catalytic converter heating operation: for example catalytic converter heating operation can be assumed when the vehicle ignition is activated and/or the vehicle's internal combustion engine is started and/or a door of the vehicle in particular the driver's door, is unlocked and/or opened, and/or a seat occupancy detector of the vehicle detects an occupancy of the driver's seat, and/or a seat belt, in particular on the driver's seat, is put on. Alternatively, the heating can also be activated manually or automatically using a remote control.

Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass für eine optimale Umsetzung einer Katheizfunktion bei einem Kaltstart auf dem Weg der Abgase durch die VTG-Turbine des Abgasturboladers unnötigerweise Abgasenthalpie zur schnellen Heizung des Katalysators verloren geht, die mittels eines Turbinenbypasses auf kürzerem Weg über eine geringere benetzte Fläche schneller dem Katalysator zum Heizen zugeführt werden kann.The invention is based, among other things, on the consideration that, for optimal implementation of a catalytic converter heating function during a cold start, exhaust gas enthalpy is unnecessarily lost on the path of the exhaust gases through the VTG turbine of the exhaust gas turbocharger for rapid heating of the catalytic converter smaller wetted area can be supplied more quickly to the catalyst for heating.

Der Erfindung liegt ferner unter anderem die Überlegung zugrunde, dass auch im Falle eines Versagens einer Aktuierung der VTG und des Verschlusses des Turbinenbypasses vorteilhafterweise eine Fail-Safe-Position erreicht werden soll, die eine schnelle Katheizung optimal unterstützt, sprich einen möglichst großen Abgasstrom über den Turbinenbypass zur Folge hat.The invention is also based on the consideration, among other things, that even in the event of a failure of an actuation of the VTG and the closure of the turbine bypass, a fail-safe position should advantageously be achieved, which optimally supports rapid catalytic converter heating, i.e. the largest possible exhaust gas flow via the result in turbine bypass.

Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, einen einzigen aktiven (Haupt-)Aktuator derart mit den Leitschaufeln der VTG und mit einem Verschluss des Turbinenbypasses zu verbinden, dass der Turbinenbypass bei geöffneten und/oder geschlossenen Leitschaufeln des VTG geöffnet sein kann.The invention is based, among other things, on the idea of connecting a single active (main) actuator to the guide vanes of the VTG and to a closure of the turbine bypass in such a way that the turbine bypass can be opened when the guide vanes of the VTG are open and/or closed.

Die Erfindung basiert ferner unter anderem auf der Idee, die geöffnete Position des Turbinenbypasses als Fail-Safe-Position auszubilden.The invention is also based, inter alia, on the idea of designing the open position of the turbine bypass as a fail-safe position.

Gemäß einer Ausführung ist das Auslenkspiel des VTG-Stellers und/oder des TBS-Stellers, insbesondere jeweils oder gemeinsam, mittels einer Langlochanordnung ausgebildet.According to one embodiment, the deflection play of the VTG actuator and/or the TBS actuator is formed, in particular individually or jointly, by means of a slot arrangement.

Dadurch kann das Auslenkspiel bei gleichzeitig verlässlicher Führung der Steller und des Aktuators zueinander sichergestellt werden, insbesondere wenn der Aktuator ausgestellt oder eingefahren wird.As a result, the deflection play can be ensured with simultaneous reliable guidance of the positioners and the actuator relative to one another, in particular when the actuator is deployed or retracted.

Unter einem Langloch ist vorliegend insbesondere zu verstehen, dass an einem oder jedem der Steller jeweils eine in Auslenkrichtung längliche Ausnehmung ausgebildet ist, in welcher, insbesondere gleitend, ein Bolzen des, insbesondere antreibbaren Teils, des Aktuators gelagert ist.In the present case, an elongated hole is to be understood in particular as meaning that on one or each of the actuators there is a recess which is elongated in the direction of deflection and in which a bolt of the, in particular, drivable part of the actuator is mounted, in particular in a sliding manner.

Gemäß einer Ausführung sind der VTG-Steller und der TBS-Steller jeweils mittels eines vorgespannten Federelements an dem Turbinengehäuse abgestützt, wobei die Vorspannung entlang einer Richtung eines Verlaufs des jeweiligen Auslenkspiels, insbesondere in einer Auslenkrichtung, wirksam ist.According to one embodiment, the VTG actuator and the TBS actuator are each supported on the turbine housing by means of a preloaded spring element, the preload being effective along a direction of a course of the respective deflection play, in particular in a deflection direction.

Dadurch kann unter Ausnutzung des jeweiligen und/oder kombinierten Auslenkspiels eine gewünschte Position des TB-Sperrmittels erreicht werden.As a result, a desired position of the TB locking means can be achieved using the respective and/or combined deflection play.

Insbesondere ist ein solches Federelement mechanisch ausgebildet und weist daher beispielsweise eine Axialfeder oder eine Torsionsfeder oder eine Tellerfeder auf.In particular, such a spring element is designed mechanically and therefore has, for example, an axial spring or a torsion spring or a disc spring.

Gemäß einer Ausführung kann das Federelement aber auch zusätzlich oder alternativ eine pneumatische oder eine hydraulische Feder aufweisen, was insbesondere bei geeigneter Ausbildung auch noch im Betrieb der Abgasturboladeranordnung eine situative Anpassung bzw. Änderung der Federkraft ermöglicht, gegebenenfalls bis hin zur Umkehr der Wirkrichtung des Federelements.According to one embodiment, the spring element can also additionally or alternatively have a pneumatic or a hydraulic spring, which, especially with a suitable design, also allows a situational adjustment or change of the exhaust gas turbocharger arrangement during operation Spring force allows, possibly up to the reversal of the direction of action of the spring element.

Die Vorspannung des VTG-Stellers oder des TBS-Stellers ist derart ausgebildet, dass das TB-Sperrmittel den Turbinenbypass freigibt oder die Leitschaufeln in eine maximal geschlossene Position verfahren, wenn mittels des Aktuators keine Aktuatorkraft aufgebracht wird. Gemäß einer Ausführung sind die Vorspannungen des VTG-Stellers und des TBS-Stellers derart ausgebildet, dass das TB-Sperrmittel den Turbinenbypass freigibt und die Leitschaufeln in eine maximal geschlossene Position verfahren, wenn mittels des Aktuators keine Aktuatorkraft aufgebracht wird.The pretensioning of the VTG actuator or the TBS actuator is designed in such a way that the TB locking means releases the turbine bypass or moves the guide vanes to a maximum closed position when no actuator force is applied by means of the actuator. According to one embodiment, the preloads of the VTG actuator and the TBS actuator are designed such that the TB locking means releases the turbine bypass and moves the vanes to a maximum closed position when no actuator force is applied by the actuator.

Dies ermöglicht eine Fail-Safe-Stellung, die bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine einen möglichst schnellen Beginn einer effektiven Abgasnachbehandlung unterstützt.This enables a fail-safe position that supports the fastest possible start of effective exhaust gas aftertreatment during a cold start of the internal combustion engine.

Insbesondere können zur exakten Definition einer Ruhestellung auch mechanische Anschläge eines oder beider Steller gegen das Turbinengehäuse vorgesehen sein.In particular, mechanical stops of one or both actuators against the turbine housing can also be provided for the exact definition of a rest position.

Gemäß einer Ausführung ist der Aktuator dazu eingerichtet, eines von der VTG und dem Turbinenbypass gegen die jeweilige Vorspannung zu öffnen und das andere gegen die Vorspannung zu schließen.According to one embodiment, the actuator is configured to open one of the VTG and the turbine bypass against the respective bias and to close the other against the bias.

Dadurch kann eine Ruhestellung - auch bei unbestromtem oder ausgefallenem Aktuator - erreicht werden (auch als Fail-Safe-Position), in welcher ein optimierter Katheizbetrieb auch bei einem kleinem Abgasmassenstrom sichergestellt werden: bei geöffnetem Turbinenbypass und maximal geschlossener VTG.As a result, a rest position can be reached - even if the actuator has no current or has failed - (also as a fail-safe position) in which optimized catalytic converter heating operation can be ensured even with a low exhaust gas mass flow: with the turbine bypass open and the VTG closed to the maximum.

Insbesondere ist der Aktuator dazu eingerichtet, die Leitschaufeln gegen die Vorspannung des VTG-Stellers in eine geöffnete Position zu verfahren, und/oder den Turbinenbypass gegen die Vorspannung des TBS-Stellers zu schließen.In particular, the actuator is set up to move the guide vanes into an open position against the bias of the VTG actuator and/or to close the turbine bypass against the bias of the TBS actuator.

Gemäß einer Ausführung ist der Aktuator dazu eingerichtet, sowohl die VTG als auch den Turbinenbypass gegen die jeweilige Vorspannung zu öffnen.According to one embodiment, the actuator is set up to open both the VTG and the turbine bypass against the respective preload.

Dadurch kann ein unbelasteter Zustand des Aktuators und trotzdem eine Katheizungs-geeigneter Ruhestellung (auch als Fail-Safe-Position) erreicht werden, insbesondere wenn die Vorspannung des VTG-Stellers die des TBS-Stellers übersteigt.As a result, the actuator can be in an unloaded state and still be in a rest position suitable for catalytic converter heating (also as a fail-safe position), particularly if the preload of the VTG actuator exceeds that of the TBS actuator.

Insbesondere ist der Aktuator dazu eingerichtet, die Leitschaufeln gegen die Vorspannung des VTG-Stellers in eine geöffnete Position zu verfahren, und/oder den Turbinenbypass gegen die Vorspannung des TBS-Stellers zu öffnen.In particular, the actuator is set up to move the guide vanes into an open position against the bias of the VTG actuator and/or to open the turbine bypass against the bias of the TBS actuator.

Gemäß einer Ausführung ist die Vorspannung des VTG-Stellers, insbesondere viel, stärker als die Vorspannung des TBS-Stellers.According to one embodiment, the bias of the VTG actuator is, in particular, much higher than the bias of the TBS actuator.

Dies ermöglicht - insbesondere bei darauf angepassten Auslenkspielen - eine Dominanz der VTG-Vorspannung über die TBS-Vorspannung mit dem Effekt, dass die VTG-Vorspannung ohne einen Einfluss des Aktuators den Turbinenbypass entgegen der Vorspannung des TBS-Stellers „aufzieht“, sprich öffnet.This enables - especially with deflection clearances adapted to this - a dominance of the VTG preload over the TBS preload with the effect that the VTG preload "pulls up" the turbine bypass against the preload of the TBS actuator, i.e. opens it without any influence of the actuator.

Insbesondere ist die Vorspannung des VTG-Stellers mehr als doppelt so stark oder dreimal oder fünfmal oder zehnmal stärker ist als die Vorspannung des TBS-Stellers.In particular, the biasing of the VTG actuator is more than twice, or three times, or five times, or ten times more than the biasing of the TBS actuator.

Gemäß einer Ausführung wird der Aktuator zum Schließen des Turbinenbypasses angesteuert, wenn ermittelt wird, dass nicht, insbesondere nicht mehr, ein Katalysatorheizungsbetrieb als Betriebszustand vorliegt.According to one embodiment, the actuator is controlled to close the turbine bypass if it is determined that the operating state is not, in particular no longer, a catalytic converter heating operation.

Dadurch kann ein Ladedruck in der Abgasturboladeranordnung ohne Einfluss eines Bypass-Abgasstroms geregelt werden, wenn kein Katalysatorheizungsbetrieb nötig ist.As a result, a boost pressure in the exhaust gas turbocharger arrangement can be regulated without the influence of a bypass exhaust gas flow when no catalytic converter heating operation is necessary.

Beispielsweise wird ein Katalysatorheizungsbetrieb dann nicht mehr ermittelt, wenn seit dem Start des Motors eine vorbestimmte Zeit vergangen ist (sodass von einer ausreichend hohen Temperatur des Katalysators sicher ausgegangen werden kann) und/oder eine ausreichende Temperatur des Katalysators direkt gemessen und/oder mittels eines Betriebsmodells ermittelt wird.For example, catalytic converter heating operation is no longer determined if a predetermined time has elapsed since the engine was started (so that the temperature of the catalytic converter can be assumed to be sufficiently high) and/or a sufficient temperature of the catalytic converter is measured directly and/or by means of an operating model is determined.

Gemäß einer Ausführung wird der Aktuator in einem Auslenkbereich betrieben, in welchem durch eine Auslenkung des Aktuators eine Stellung der VTG geändert werden kann, ohne einen vollständigen Verschluss des Turbinenbypasses aufzuheben, wenn als Betriebszustand ein Aufladungsbetrieb ermittelt wird.According to one embodiment, the actuator is operated in a deflection range in which a position of the VTG can be changed by deflecting the actuator without removing a complete closure of the turbine bypass if supercharging operation is determined as the operating state.

Indem auf diese Weise das Auslenkspiel des TBS-Stellers ausgenutzt wird, kann der Ladedruck der Abgasturbolader Anordnung rein über die VTG-Stellung geregelt werden, obwohl die Leitschaufeln mit dem gleichen Aktuator ausgelenkt werden wie das TB-Sperrmittel.By using the deflection play of the TBS actuator in this way, the charge pressure of the exhaust gas turbocharger arrangement can be regulated purely via the VTG position, although the guide vanes are deflected with the same actuator as the TB locking means.

Ein Aufladungsbetrieb kann beispielsweise aufgrund eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einem höheren Drehzahlbereich und/oder einer Lastanforderung, beispielsweise durch den Fahrer, ermittelt werdenSupercharging operation can be determined, for example, based on operation of the internal combustion engine in a higher speed range and/or a load request, for example by the driver

Unter einem Auslenkbereich des Aktuators ist vorliegend insbesondere ein zusammenhängender Bereich der möglichen Ausstellung des bewegten Teils des Aktuators beim Stellen des VTG-Stellers und des TBS-Stellers zu verstehen.In the present case, a deflection range of the actuator is to be understood in particular as a coherent range of the possible opening of the moving part of the actuator when the VTG actuator and the TBS actuator are set.

Gemäß einer Ausführung wird der Aktuator in einer Auslenkung betrieben, die eine maximal geöffnete Stellung der VTG, insbesondere der Leitschaufeln, bedingt, wenn als Betriebszustand ein Saugmotorbetrieb ermittelt wird.According to one embodiment, the actuator is operated in a deflection that causes the VTG, in particular the guide vanes, to be in a maximum open position if naturally aspirated engine operation is determined as the operating state.

Indem auf diese Weise der Turbinenbypass geschlossen gehalten wird und die Turbine einen maximalen Abgasstrom ermöglicht, können die Gegendrücke im saugmotorischen Betrieb minimiert werden. Durch maximales Öffnen der VTG wird der Gegendruck und damit die Ladungswechselarbeit reduziert. Bei einer geeignet gewählten Turbinengeometrie muss es nicht erforderlich sein, zum ausreichend schnellen Gegendruckabbau zusätzlich den Turbinenbypass zu öffnen.By keeping the turbine bypass closed in this way and the turbine enabling maximum exhaust gas flow, the back pressures in naturally aspirated engine operation can be minimized. Opening the VTG to its maximum reduces the back pressure and thus the gas exchange work. With a suitably selected turbine geometry, it does not have to be necessary to additionally open the turbine bypass in order to reduce back pressure sufficiently quickly.

Gemäß einer Ausführung wird der Aktuator zum Öffnen des Turbinenbypasses angesteuert, wenn als Betriebszustand ein Lastabwurfbetrieb ermittelt wird, in welchem insbesondere ein situativ zu hoher Gegendruck im Abgaskrümmer bzw. an der VTG abgebaut werden kann. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn eine rasche Reduzierung der Lastanforderung an die Brennkraftmaschine auftritt. According to one embodiment, the actuator is actuated to open the turbine bypass when a load shedding operation is determined as the operating state, in which in particular a back pressure that is too high in the exhaust manifold or at the VTG can be reduced depending on the situation. This can be necessary, for example, when there is a rapid reduction in the load requirement on the internal combustion engine.

Zum Öffnen des Turbinenbypasses wird die Vorspannung des TBS-Stellers verändert, insbesondere hinsichtlich der Auslenkrichtung umgekehrt.To open the turbine bypass, the preload of the TBS actuator is changed, in particular reversed with regard to the deflection direction.

Dadurch kann unter Ausnutzung des Auslenkspiels des TBS-Stellers der Turbinenbypass geöffnet werden, ohne eine Stellung der VTG, insbesondere der Leitschaufeln, verändern zu müssen.As a result, the turbine bypass can be opened using the deflection play of the TBS actuator without having to change a position of the VTG, in particular the guide vanes.

Damit kann insbesondere auch ein Sonder-Betriebszustand zum Lastabwurf bei zu hohem Ladedruck im Abgaskrümmer realisiert werden.In this way, in particular, a special operating state for load shedding can also be implemented if the boost pressure in the exhaust manifold is too high.

Insbesondere wird dazu eine Schaltung eines pneumatischen oder ein hydraulischen Federelements verändert.In particular, a circuit of a pneumatic or a hydraulic spring element is changed for this purpose.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.

  • 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Abgasturboladeranordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
  • 2 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine Abgasturboladeranordnung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung der Erfindung in einer ersten Betriebsposition.
  • 3 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht die Abgasturboladeranordnung aus 2 in einer zweiten Betriebsposition.
  • 4 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine Abgasturboladeranordnung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der Erfindung in einer ersten Betriebsposition.
  • 5 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht die Abgasturboladeranordnung aus 4 in einer zweiten Betriebsposition.
Further advantages and application possibilities of the invention result from the following description in connection with the figures.
  • 1 shows a schematic sectional view of an internal combustion engine of a motor vehicle with an exhaust gas turbocharger arrangement according to an embodiment of the invention.
  • 2 shows a sectional side view of an exhaust gas turbocharger arrangement according to a first exemplary embodiment of the invention in a first operating position.
  • 3 shows the exhaust gas turbocharger arrangement in a sectional side view 2 in a second operating position.
  • 4 shows a sectional side view of an exhaust gas turbocharger arrangement according to a second exemplary embodiment of the invention in a first operating position.
  • 5 shows the exhaust gas turbocharger arrangement in a sectional side view 4 in a second operating position.

In 1 ist eine Brennkraftmaschine 100 mit einer Ladegaszuführung und einer Abgasführung dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine als turboaufgeladener 4-Zylinder-Motor ausgebildet und weist eine Abgasturboladeranordnung 102 mit einem Abgasturbolader 104 und einem Turbinenbypass 13 auf.In 1 an internal combustion engine 100 is shown with a charging gas feed and an exhaust gas duct. In the exemplary embodiment, the internal combustion engine is designed as a turbocharged 4-cylinder engine and has an exhaust gas turbocharger arrangement 102 with an exhaust gas turbocharger 104 and a turbine bypass 13 .

Insoweit die Abgase durch den Turbinenbypass 13 anstatt durch eine Turbine des Abgasturboladers geleitet werden, können Sie einen motornahen Katalysator 108 besser auf seine minimale Betriebstemperatur bringen, weil der Weg durch den Turbinenbypass 13 mit einem geringeren Enthalpieverlust verbunden ist.Insofar as the exhaust gases are routed through the turbine bypass 13 instead of through a turbine of the exhaust gas turbocharger, you can bring a close-coupled catalytic converter 108 better to its minimum operating temperature because the path through the turbine bypass 13 involves less enthalpy loss.

Die Abgasturboladeranordnung 104 weist einen gemeinsamen Aktuator 20 zum Auslenken eines VTG-Stellers 5 (vgl. 2) für die Leitschaufeln 8 einer variablen Turbinengeometrie sowie eines TBS-Stellers für ein TB-Sperrmittel 11 im Turbinenbypass 13 auf.The exhaust gas turbocharger arrangement 104 has a common actuator 20 for deflecting a VTG actuator 5 (cf. 2 ) for the vanes 8 of a variable turbine geometry and a TBS actuator for a TB blocking means 11 in the turbine bypass 13.

Die Turboladeranordnung 104 weist ferner eine Steuereinheit 110 auf, die gegebenenfalls als Teil einer Motorsteuerung und/oder einer Steuerung der Abgasnachbehandlung des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann. Die Steuereinheit 110 ist dazu eingerichtet, Inputparameter für die Ansteuerung des gemeinsamen Aktuators 20 aufzunehmen und zu verarbeiten, wie beispielsweise eines oder mehrere oder alle von: einer Lastanforderung an die Brennkraftmaschine 100; Sonderbetriebsanforderungen; Drücke und/oder Temperaturen der Frischluft und des Abgases; Drehzahlen der Brennkraftmaschine 100; Positionen von Aktuatoren der Brennkraftmaschine 100 und/oder der Abgasanlage wie beispielsweise auch des Aktuators 20; Limitierungen; Betriebsgrenzen etc.The turbocharger arrangement 104 also has a control unit 110, which can optionally be embodied as part of an engine controller and/or a controller for the exhaust gas aftertreatment of the motor vehicle. The control unit 110 is set up to receive and process input parameters for the activation of the common actuator 20, such as one or more or all of: a load request to the internal combustion engine 100; special operational requirements; pressures and/or temperatures of the fresh air and the exhaust gas; speeds of the internal combustion engine 100; Positions of actuators of internal combustion engine 100 and/or the exhaust system, such as actuator 20; limitations; operating limits etc.

Auf Basis der aufgenommenen Werte der im Einzelfall berücksichtigten Inputparameter ermittelte Steuereinheit 110 einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs. Control unit 110 determines an operating state of the motor vehicle on the basis of the recorded values of the input parameters taken into account in the individual case.

Beispielsweise kann auf Basis einer niedrigen ermittelte Temperatur des Katalysators 108 in Verbindung mit einer niedrigen Lastanforderung an die Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer niedrigen Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 ermittelt werden, dass ein Katalysatorheizungsbetrieb als Betriebszustand vorliegt. In diesem Betriebszustand kann die Steuereinheit 110 den Aktuator 20 derart ansteuern, dass dieser die Leitschaufeln 8 der VTG in einen maximal geschlossene Zustand und die Klappe 11 des Turbinenbypasses 13 in ihre geöffnete Stellung verfährt. Dadurch kann ein maximaler Abgasmassenstrom über den kurzen Weg durch den Turbinenbypass realisiert und mehr Enthalpie zum Heizen des Katalysators eingebracht werden, die andernfalls auf dem längeren Weg durch die Turbine für die Heizung des Kats verloren gewesen wäre.For example, based on a low determined temperature of the catalytic converter 108 in connection with a low load requirement on the internal combustion engine in connection with a low speed of the internal combustion engine 100 it can be determined that a catalytic converter heating operation is present as the operating state. In this operating state, the control unit 110 can control the actuator 20 in such a way that it moves the vanes 8 of the VTG to a maximum closed state and the flap 11 of the turbine bypass 13 to its open position. As a result, a maximum exhaust gas mass flow can be achieved over the short path through the turbine bypass and more enthalpy can be introduced to heat the catalytic converter, which would otherwise have been lost on the longer path through the turbine for heating the catalytic converter.

Wird hingegen mittels der Steuereinheit 110 eine höhere Lastanforderung der Brennkraftmaschine 100 ermittelt, kann die Steuereinheit 110 daraus beispielsweise einen aufgeladenen Betrieb als Betriebszustand ermitteln. In diesem Betriebszustand kann die Steuereinheit 110 den Aktuator 20 derart ansteuern, dass dieser die Klappe 11 des Turbinenbypasses 13 in ihre geschlossene Stellung verfährt und die Leitschaufeln 8 der VTG in zur Ladedruckregelung geeignet variable angesteuert werden. Durch die Kombination der Langlöcher 4 und 9 ist dies problemlos möglich, ohne den Turbinenbypass 13 zu öffnen.If, on the other hand, a higher load requirement of internal combustion engine 100 is determined by means of control unit 110, control unit 110 can use this to determine supercharged operation as the operating state, for example. In this operating state, the control unit 110 can control the actuator 20 in such a way that it moves the flap 11 of the turbine bypass 13 into its closed position and the guide vanes 8 of the VTG are controlled variably in a manner suitable for boost pressure control. The combination of the elongated holes 4 and 9 makes this possible without any problems, without opening the turbine bypass 13 .

Wird anstatt einer höheren Lastanforderung mittels der Steuereinheit 110 eine höhere Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 ermittelt, kann die Steuereinheit 110 daraus beispielsweise einen saugmotorischen Betrieb als Betriebszustand ermitteln. In diesem Betriebszustand kann die Steuereinheit 110 den Aktuator 20 derart ansteuern, dass dieser die Leitschaufeln 8 der VTG in einen maximal geöffneten Zustand und die Klappe 11 des Turbinenbypasses 13 in ihre geschlossene Stellung verfährt.If, instead of a higher load request, a higher rotational speed of internal combustion engine 100 is determined by means of control unit 110, control unit 110 can use this to determine, for example, naturally aspirated engine operation as the operating state. In this operating state, the control unit 110 can control the actuator 20 in such a way that it moves the vanes 8 of the VTG to a maximum open state and the flap 11 of the turbine bypass 13 to its closed position.

Zum geeigneten Verfahren des Aktuators 20 sind in der Steuereinheit 110 Zusammenhänge zwischen einer Stellung des Aktuators einerseits und der damit jeweils verbundenen Stellung der Leitschaufeln 8 sowie der Klappe 11 andererseits hinterlegt. Wenn die Steuereinheit 110 auf Basis der betrachteten Inputparameter einen Betriebszustand ermittelt und daraus und ggf. aus den ermittelten Werten der Inputparameter geeignete Soll-Positionen für die Leitschaufeln 8 sowie für die Klappe 11 ermittelt, kann die Steuereinheit 110 mit den hinterlegten Zusammenhängen die benötigte Stellung des Aktuators 20 ermitteln und stellen.Correlations between a position of the actuator on the one hand and the associated position of the guide vanes 8 and the flap 11 on the other hand are stored in the control unit 110 for the appropriate movement of the actuator 20 . If control unit 110 determines an operating state on the basis of the input parameters considered and, from this and possibly from the determined values of the input parameters, determines suitable target positions for guide vanes 8 and for flap 11, control unit 110 can use the stored relationships to determine the required position of the Determine actuator 20 and provide.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines kombinierten Aktuators 20 (ausgebildet als Linearsteller) für eine mit einem variablen Turbinenleitrad ausgebildete variable Turbinengeometrie (VTG) und für ein als Klappe ausgebildetes TB-Sperrmittel 11 eines Turbinenbypasses in einer ersten Betriebsposition. 2 shows a first exemplary embodiment of a combined actuator 20 (designed as a linear actuator) for a variable turbine geometry (VTG) designed with a variable turbine guide wheel and for a TB blocking means 11 designed as a flap of a turbine bypass in a first operating position.

In einer ersten, in 2 dargestellten Betriebsposition, sind die Leitschaufeln 8 der VTG in einer maximal geöffneten Stellung; das TB-Sperrmittel 11 ist geschlossen.In a first, in 2 shown operating position, the guide vanes 8 of the VTG are in a maximum open position; the TB locking means 11 is closed.

Der als Linearsteller ausgebildete Aktuator 20 verfügt über eine Verstellstange 1, die über ein geeignetes Lenkerelement 2 an einen Stellbolzen 3 angelenkt ist. Ein auf Zug vorgespanntes VTG-Federelement 6 sorgt dafür, dass sich der Stellbolzen auf der linken Seite in einem VTG-Langloch 4 des als Verstellring ausgebildeten VTG-Stellers 5 anlegt. Fährt der Aktuator und damit die Verstellstange 1 ein, wird gegen die Zugkraft des Federelements 6 der Verstellring 5 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die in einem Lagerring 7 gelagerten Leitschaufeln 8 der VTG werden dadurch in Richtung offen (hin zu einer geöffneten Stellung) gedreht. Der Stellbolzen 3 bewegt sich dabei in einem TB-Langloch 9 einer Verstellstange 10 des Turbinenbypasses 13. Das mit einer Klappe ausgebildete TB-Sperrventil 11 des Turbinenbypasses 13 wird dabei von einem auf Druck vorgespannten TB-Federelement 12 weiter in den Klappensitz 13 und damit in eine geschlossene Stellung des Turbinenbypasses 13 gedrückt.The actuator 20 embodied as a linear positioner has an adjusting rod 1 which is linked to an adjusting bolt 3 via a suitable link element 2 . A VTG spring element 6 prestressed under tension ensures that the adjusting bolt on the left side rests in a VTG slot 4 of the VTG adjuster 5 designed as an adjusting ring. When the actuator and thus the adjusting rod 1 retract, the adjusting ring 5 is rotated counterclockwise against the tensile force of the spring element 6 . The guide vanes 8 of the VTG mounted in a bearing ring 7 are thereby rotated in the open direction (towards an open position). The adjusting bolt 3 moves in a TB slot 9 of an adjustment rod 10 of the turbine bypass 13. The TB check valve 11 of the turbine bypass 13, which is designed with a flap, is pushed further into the flap seat 13 and thus into a closed position of the turbine bypass 13 pressed.

Fährt der Linearsteller 20 aus der ersten Betriebsposition mit dem Zug des vorgespannten VTG-Federelements 6 aus, werden die Leitschaufeln 8 in Richtung geschlossen (hin zu einer geschlossenen Stellung) gedreht, bis sich ein Anschlag 14 des Verstellrings 5 an einen mechanischen Anschlag 15 anlegt, der fest an einem Gehäuse des Turboladers angeordnet ist. Dadurch ist der Verstellring 5 an der maximal geschlossenen Stellung der Leitschaufeln 8 arretiert. Die Klappe des Turbinenbypasses 13 wird zunächst weiter durch das TB-Federelement 12 in den Klappensitz 13 und damit in die geschlossene Stellung gedrückt.If the linear actuator 20 moves out of the first operating position with the tension of the prestressed VTG spring element 6, the guide vanes 8 are rotated in the closed direction (towards a closed position) until a stop 14 of the adjusting ring 5 comes into contact with a mechanical stop 15. which is fixed to a housing of the turbocharger. As a result, the adjustment ring 5 is locked in the maximum closed position of the guide vanes 8 . The flap of the turbine bypass 13 is initially pressed further by the TB spring element 12 into the flap seat 13 and thus into the closed position.

3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des kombinierten Aktuators 20 aus 2 in einer zweiten Betriebsposition. In der zweiten Betriebsposition sind die Leitschaufeln 8 des VTG in einer maximal geschlossenen Stellung; das TB-Sperrmittel 11 ist geöffnet. 3 shows the first embodiment of the combined actuator 20 from 2 in a second operating position. In the second operating position, the guide vanes 8 of the VTG are in a maximum closed position; the TB locking means 11 is open.

In einer zweiten, in 3 dargestellten Betriebsposition sind die Leitschaufeln 8 nun in ihrer maximal geschlossen Stellung angeordnet. Denn fährt die Verstellstange 1 des Linearstellers 20 weiter aus, legt sich der Stellbolzen 3 am rechten Rand des Langlochs 9 der Verstellstange 10 des Turbinenbypasses 13 an und beginnt, die Verstellstange 10 des Turbinenbypasses 13 nach rechts gegen das auf Druck vorgespannte TB-Federelement 12 zu schieben.In a second, in 3 illustrated operating position, the guide vanes 8 are now arranged in their maximum closed position. Because the adjusting rod 1 of the linear actuator 20 continues to extend, the adjusting bolt 3 rests against the right-hand edge of the elongated hole 9 in the adjusting rod 10 of the turbine bypass 13 and begins to move the adjusting rod 10 of the turbine bypass 13 to the right against the pressure-biased TB spring element 12.

Dabei ist die Verstellstange 10 des Turbinenbypasses 13 über ein Gelenk 17 an einem Zwischenhebel 16 befestigt. Der Zwischenhebel 16 ist wiederum an der in einer Lagerbuchse 18 gelagerte Achse 19 des Turbinenbypasses 13 befestigt und überträgt so die Drehbewegung um Hochachse (entspricht hier der Achse 19) der Klappe 11. Die Klappe 11 wird dadurch geöffnet. Die Drehbewegung ist senkrecht zur Zeichnungsebene und somit nicht direkt sichtbar. Die Verstellbewegung endet an einem mechanischen Anschlag 21. Der Stellbolzen 3 bewegt sich bei dieser Verstellung im Langloch 4 des Verstellrings 5.The adjusting rod 10 of the turbine bypass 13 is attached to an intermediate lever 16 via a joint 17 . The intermediate lever 16 is in turn attached to the axis 19 of the turbine bypass 13 mounted in a bearing bush 18 and thus transmits the rotational movement about the vertical axis (corresponding here to the axis 19) of the flap 11. The flap 11 is thereby opened. The rotary movement is perpendicular to the plane of the drawing and therefore not directly visible. The adjustment movement ends at a mechanical stop 21. During this adjustment, the adjusting bolt 3 moves in the slot 4 of the adjustment ring 5.

Mit dieser Anordnung lassen sich bei funktionierendem Linearsteller die größten Massenströme über den Turbinenbypass darstellen, um so das Aufheizen des Katalysators zu beschleunigen.With this arrangement, with a functioning linear actuator, the largest mass flows can be represented via the turbine bypass in order to accelerate the heating of the catalytic converter.

In der dargestellten Anordnung zieht das Federelement 6 bei einem Ausfall des Linearstellers 20 den Verstellring 5 in die maximal geschlossene Stellung der Leitschaufels gemäß 3; das Federelement 12 würde - für sich - den Turbinenbypass aufgrund seiner Druck-Vorspannung in die Stellung „geschlossen“ drücken; allerdings liegt der Stellbolzen 3 aufgrund der Zugwirkung des VTG-Federelements 6 bereits auf der rechten Seite des TB-Langlochs 9 an, sodass die Klappe 11 in einer geöffneten Stellung des Turbinenbypasses 13 verbleibt. Damit ist auch in der Fail-Safe-Position ein Heizen des Katalysators 108 möglich.In the arrangement shown, if the linear actuator 20 fails, the spring element 6 pulls the adjustment ring 5 into the maximum closed position of the guide vane according to FIG 3 ; the spring element 12 would - by itself - push the turbine bypass into the “closed” position due to its pressure preload; however, due to the tensile effect of the VTG spring element 6 , the adjusting bolt 3 is already in contact with the right-hand side of the TB slot 9 , so that the flap 11 remains in an open position of the turbine bypass 13 . This means that the catalytic converter 108 can also be heated in the fail-safe position.

In einem nicht dargestellten, abgewandelten Ausführungsbeispiel mit einer anderen Auslegung der Federkräfte und Langlochlängen zieht das Federelement 12 aufgrund seiner Druckvorspannung sowohl die Klappe 11 in den Sitz 13 als auch den Verstellring 5 gegen die Zugkraft der Feder 6 in eine geöffnete Stellung. Diese Konfiguration ist zwar im Sinne der im vorherigen Absatz beschriebenen Fail-Safe-Position an sich nachteilhaft, kann aber eine vollständig geöffnete Stellung (VTG geöffnet und TBS geöffnet) der Abgasturboladeranordnung ermöglichen.In a modified embodiment, not shown, with a different design of the spring forces and slot lengths, the spring element 12 pulls both the flap 11 into the seat 13 and the adjusting ring 5 against the tensile force of the spring 6 into an open position due to its compressive prestress. While this configuration is inherently disadvantageous in terms of the fail-safe position described in the previous paragraph, it can allow for a fully open position (VTG open and TBS open) of the exhaust gas turbocharger assembly.

4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines kombinierten Aktuators 20 (ausgebildet als Linearsteller) für eine mit einem variablen Turbinenleitrad ausgebildete variable Turbinengeometrie (VTG) und für ein als Klappe ausgebildetes TB-Sperrmittel 11 eines Turbinenbypasses 13 in einer ersten Betriebsposition. 4 shows a second exemplary embodiment of a combined actuator 20 (designed as a linear positioner) for a variable turbine geometry (VTG) designed with a variable turbine guide wheel and for a TB blocking means 11 designed as a flap of a turbine bypass 13 in a first operating position.

In einer ersten Betriebsposition sind die Leitschaufeln 8 des VTG in einer maximal geschlossenen Stellung; das TB-Sperrmittel 11 ist in einer geöffneten Stellung.In a first operating position, the guide vanes 8 of the VTG are in a maximum closed position; the TB locking means 11 is in an open position.

Damit ist auch der Turbinenbypass 13 geöffnet. Die Leitschaufeln 8 sind in dieser Anordnung in einer Ruhelage in der maximal geschlossen Stellung, da das auf Zug vorgespannte VTG-Federelement 6 den Verstellring 5 in den mechanischen Anschlag 15 zieht. Ein auf Zug vorgespanntes TB-Federelement 23 zieht über die Verstellstange 10 den Turbinenbypass 13 in die offene Stellung der Klappe 11. Die Öffnung des Turbinenbypasses 13 wird durch den mechanischen Anschlag 22 begrenzt.The turbine bypass 13 is thus also open. In this arrangement, the guide vanes 8 are in a rest position in the maximum closed position, since the VTG spring element 6 , which is prestressed under tension, pulls the adjustment ring 5 into the mechanical stop 15 . A TB spring element 23 prestressed in tension pulls the turbine bypass 13 into the open position of the flap 11 via the adjusting rod 10. The opening of the turbine bypass 13 is limited by the mechanical stop 22.

Fährt nun die Verstellstange 1 des Linearstellers 20 ein, drückt sie die Klappe 11 des Turbinenbypasses 13 über die Kinematik der Verbindungselemente 16, 17,19 mit der Verstellstange 10 in den Klappensitz 13. Der Turbinenbypass 13 ist geschlossen. Der Stellbolzen 3 macht dabei einen Leerweg im VTG-Langloch 4 des Verstellrings 5.If the adjusting rod 1 of the linear actuator 20 now moves in, it presses the flap 11 of the turbine bypass 13 via the kinematics of the connecting elements 16, 17, 19 with the adjusting rod 10 into the flap seat 13. The turbine bypass 13 is closed. The adjusting bolt 3 makes a free travel in the VTG elongated hole 4 of the adjusting ring 5.

Fährt die Verstellstange 1 des Linearstellers 20 weiter ein, legt sie sich zunächst an die linke Seite des VTG-Langlochs 4 des Verstellrings 5 an.If the adjusting rod 1 of the linear adjuster 20 moves in further, it initially rests against the left side of the VTG elongated hole 4 of the adjusting ring 5 .

5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des kombinierten Aktuators 20 in einer zweiten Betriebsposition. In der zweiten Betriebsposition sind die Leitschaufeln 8 der VTG in einer maximal geöffneten Stellung; das TB-Sperrmittel 11 ist geschlossen. 5 shows the second embodiment of the combined actuator 20 in a second operating position. In the second operating position, the vanes 8 of the VTG are in a maximum open position; the TB locking means 11 is closed.

Hin zu einer zweiten, in 5 dargestellten Betriebsposition verfährt die Verstellstange 1 des Linearstellers 20 immer weiter, und damit auch die Stange10 und der Zwischenhebel 16. Da die Klappe 11 bereits im Sitz 13 anliegt, muss die weitere Einfahrbewegung der Stange 10 abgefangen werden, beispielsweise mittels einer Ausbildung der Achse 19 mit einer oder als eine, insbesondere geeignet dimensionierte/n, Torsionsfeder. Alternativ kann auch eine zusätzliche (nicht dargestellte) Feder als Verbindung zwischen dem Zwischenhebel 16 und der Achse 19 des Turbinenbypasses vorgesehen sein.Toward a second, in 5 In the operating position shown, the adjustment rod 1 of the linear actuator 20 moves further and further, and with it the rod 10 and the intermediate lever 16. Since the flap 11 is already in contact with the seat 13, the further retracting movement of the rod 10 must be intercepted, for example by means of the axis 19 being formed with it one or as one, in particular suitably dimensioned, torsion spring. Alternatively, an additional spring (not shown) can also be provided as a connection between the intermediate lever 16 and the axis 19 of the turbine bypass.

Beim weiteren Verfahren des Linearstellers 20 legt sich der Stellbolzen 3 auf der linken Seite des VTG-Langlochs 4 des Verstellrings 5 an und dreht die Leitschaufeln 8 über den Verstellring 5 in die geöffnete Stellung.As the linear actuator 20 moves further, the adjusting bolt 3 rests on the left-hand side of the VTG elongated hole 4 of the adjusting ring 5 and rotates the guide vanes 8 via the adjusting ring 5 into the open position.

Die maximal geöffnete Stellung der Leitschaufeln 8 kann durch einen mechanischen Anschlag 24 begrenzt werden.The maximum open position of the guide vanes 8 can be limited by a mechanical stop 24 .

In der dargestellten Anordnung zieht das VTG-Federelement 6 bei einem Ausfall des Linearstellers 20 den Verstellring 5 und damit die Leitschaufeln 8 in eine maximal geschlossene Stellung, wohingegen das TB-Federelement 23 aufgrund ihrer Zug-Vorspannung die Klappe 11 des Turbinenbypasses 13 in eine geöffnete Stellung zieht. Damit ist auch in der Fail-Safe-Position des zweiten Ausführungsbeispiels ein Heizen des Katalysators 108 möglich.In the arrangement shown, if the linear actuator 20 fails, the VTG spring element 6 pulls the adjustment ring 5 and thus the guide blades 8 into a maximum closed position, whereas the TB spring element 23 pulls the flap 11 of the turbine bypass 13 into an open position due to its tensile preload. It is thus also possible to heat the catalytic converter 108 in the fail-safe position of the second exemplary embodiment.

Bezugszeichenlistereference list

11
Aktuatorsteller, insbesondere Verstellstange des LinearstellersActuator adjuster, in particular adjusting rod of the linear adjuster
22
Lenkerelementhandlebar element
33
Stellbolzen des AktuatorsActuator adjusting bolt
44
VTG-LanglochVTG slot
55
VTG-Steller, insbesondere VerstellringVTG adjuster, in particular adjustment ring
66
VTG-Federelement (auf Zug vorgespannt)VTG spring element (pre-tensioned)
77
Lagerring der VTGBearing ring of the VTG
88th
Leitschaufelnvanes
99
TB-LanglochTB slot
1010
TBS-Steller, insbesondere VerstellstangeTBS actuator, in particular adjusting rod
1111
TB-Sperrmittel, insbesondere KlappeTB locking means, especially flap
1212
TB-Federelement (auf Druck vorgespannt)TB spring element (preloaded in compression)
1313
Turbinenbypass, insbesondere dessen Sperrmittel- bzw. KlappensitzTurbine bypass, in particular its locking means or flap seat
1414
Anschlag Verstellringstop adjusting ring
1515
mechanischer Anschlag geschlossene VTG-Stellungmechanical stop closed VTG position
1616
Zwischenhebelintermediate lever
1717
Gelenkjoint
1818
Lagerbuchse TB-SperrmittelBearing bush TB locking device
1919
Achse des TB-SperrmittelsAxis of the TB locking device
2020
Aktuator, insbesondere LinearstellerActuator, in particular linear actuator
2121
mechanischer Anschlag geöffnete TB-Stellungmechanical stop open TB position
2222
mechanischer Anschlag geöffnete TB-Stellungmechanical stop open TB position
2323
TB-Federelement (auf Zug vorgespannt)TB spring element (preloaded in tension)
2424
mechanischer Anschlag Verstellring offen (optional)mechanical stop adjusting ring open (optional)
3030
Auslenkspiel des VTG-StellersDeflection play of the VTG actuator
3232
Auslenkspiel des TBS-StellersDeflection play of the TBS actuator
4040
Auslenkspiel des VTG-StellersDeflection play of the VTG actuator
4242
Auslenkspiel des TBS-Stellers Deflection play of the TBS actuator
100100
Brennkraftmaschineinternal combustion engine
102102
Abgasturboladeranordnungexhaust gas turbocharger arrangement
104104
Abgasturboladerexhaust gas turbocharger
105105
Turbineturbine
106106
Turbinengehäuseturbine housing
108108
motornaher Katalysatorclose-coupled catalytic converter
110110
Steuereinheitcontrol unit

Claims (14)

Abgasturboladeranordnung (102) für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (100), aufweisend - einen Abgasturbolader (104) mit einem Turbinengehäuse (106) und einer Turbine (105) mit einer variablen Turbinengeometrie, die mittels eines VTG-Stellers (5) veränderbar ist, - einen Turbinenbypass (13) zur Leitung von Abgas am Abgasturbolader vorbei und mit einem TB-Sperrmittel (11), das mittels eines TBS-Stellers (10) den Turbinenbypass (13) blockieren oder freigeben kann, - einen Aktuator (20), der mit dem jeweils VTG-Steller (5) und dem TBS-Steller (10) unmittelbar oder mittelbar verbunden und dazu eingerichtet ist, den VTG-Steller (5) und den TBS-Steller (10) so auszulenken, dass gleichzeitig die variable Turbinengeometrie geschlossen und der Turbinenbypass (13) geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspannung des VTG-Stellers (5) oder des TBS-Stellers (10) derart ausgebildet ist, dass das TB-Sperrmittel (11) den Turbinenbypass (13) freigibt oder die Leitschaufeln (8) in eine maximal geschlossene Position verfahren, wenn mittels des Aktuators (20) keine Aktuatorkraft aufgebracht wird.Exhaust gas turbocharger arrangement (102) for a motor vehicle with an internal combustion engine (100), having - an exhaust gas turbocharger (104) with a turbine housing (106) and a turbine (105) with a variable turbine geometry, which can be changed by means of a VTG actuator (5), - a turbine bypass (13) for conducting exhaust gas past the exhaust gas turbocharger and with a TB blocking means (11) which can block or release the turbine bypass (13) by means of a TBS actuator (10), - an actuator (20) which is connected directly or indirectly to the respective VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) and is set up to deflect the VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) in such a way that the variable turbine geometry is closed at the same time and the turbine bypass (13) is open, characterized in that a bias of the VTG actuator (5) or the TBS actuator (10) is designed such that the TB blocking means (11) releases the turbine bypass (13) or the guide vanes (8) moved to a maximum closed position when no actuator force is applied by means of the actuator (20). Abgasturboladeranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung(en) des Aktuators (20) mit dem VTG-Steller (5) und/oder mit dem TBS-Steller (10), gegebenenfalls jeweils, mit einem Auslenkspiel (30, 32; 40, 42) in einer Auslenkrichtung ausgebildet sind, sodass einer der Steller im Rahmen des Auslenkspiels (30, 32; 40, 42) unabhängig von dem anderen Steller auslenkbar ist.Exhaust gas turbocharger arrangement according to claim 1 , characterized in that the connection(s) of the actuator (20) to the VTG actuator (5) and/or to the TBS actuator (10), optionally in each case, with a deflection play (30, 32; 40, 42) are formed in a deflection direction, so that one of the actuators can be deflected independently of the other actuator within the scope of the deflection play (30, 32; 40, 42). Abgasturboladeranordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslenkspiel des VTG-Stellers (5) und/oder des TBS-Stellers (10), insbesondere jeweils oder gemeinsam, mittels einer Langlochanordnung (4, 9) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger arrangement according to claim 2 , characterized in that the deflection play of the VTG actuator (5) and/or the TBS actuator (10) is formed, in particular individually or jointly, by means of a slot arrangement (4, 9). Abgasturboladeranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der VTG-Steller (5) und der TBS-Steller (10) jeweils mittels eines vorgespannten Federelements (6, 12, 23) an dem Turbinengehäuse (106) abgestützt sind, wobei die Vorspannung entlang einer Richtung eines Verlaufs des jeweiligen Auslenkspiels (30, 32; 40, 42) wirksam ist.Exhaust gas turbocharger arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) each by means of a prestressed Spring element (6, 12, 23) are supported on the turbine housing (106), the prestressing being effective along a direction of a course of the respective deflection play (30, 32; 40, 42). Abgasturboladeranordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannungen des VTG-Stellers (5) und des TBS-Stellers (10) derart ausgebildet sind, dass das TB-Sperrmittel (11) den Turbinenbypass (13) freigibt und die Leitschaufeln (8) in eine maximal geschlossene Position verfahren, wenn mittels des Aktuators (20) keine Aktuatorkraft aufgebracht wird.Exhaust gas turbocharger arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the preloads of the VTG actuator (5) and the TBS actuator (10) are designed in such a way that the TB blocking means (11) releases the turbine bypass (13) and the guide vanes ( 8) move to a maximum closed position if no actuator force is applied by means of the actuator (20). Abgasturboladeranordnung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20) dazu eingerichtet ist, eines von der VTG (105) und dem Turbinenbypass (13) gegen die jeweilige Vorspannung zu öffnen und das andere gegen die Vorspannung zu schließen.Exhaust gas turbocharger arrangement according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that the actuator (20) is set up to open one of the VTG (105) and the turbine bypass (13) against the respective bias and to close the other against the bias. Abgasturboladeranordnung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20) dazu eingerichtet ist, sowohl die VTG (105) als auch den Turbinenbypass (13) gegen die jeweilige Vorspannung zu öffnen.Exhaust gas turbocharger arrangement according to one of Claims 4 or 5 , characterized in that the actuator (20) is set up to open both the VTG (105) and the turbine bypass (13) against the respective bias. Abgasturboladeranordnung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung des VTG-Stellers (5), insbesondere viel, stärker ist als die Vorspannung des TBS-Stellers (10).Exhaust gas turbocharger arrangement according to claim 7 , characterized in that the bias of the VTG actuator (5), in particular much stronger than the bias of the TBS actuator (10). Verfahren zum Betrieb einer Abgasturboladeranordnung (102) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend zumindest die Verfahrensschritte: - Ermitteln eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs, - Ansteuern des Aktuators (20) in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand, wobei der Aktuator (20) zum Öffnen des Turbinenbypasses (13) angesteuert wird, wenn als Betriebszustand ein Katalysatorheizungsbetrieb und/oder ein Lastabwurfbetrieb ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen des Turbinenbypasses (13) eine Vorspannung des TBS-Stellers (10) verändert wird.Method for operating an exhaust gas turbocharger arrangement (102) according to one of the preceding claims, having at least the method steps: - determining an operating state of the motor vehicle, - controlling the actuator (20) depending on the determined operating state, the actuator (20) for opening the turbine bypass (13) is activated when a catalyst heating operation and/or a load shedding operation is determined as the operating state, characterized in that a preload of the TBS actuator (10) is changed to open the turbine bypass (13). Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20) zum Schließen des Turbinenbypasses (13) angesteuert wird, wenn ermittelt wird, dass nicht, insbesondere nicht mehr, ein Katalysatorheizungsbetrieb als Betriebszustand vorliegt.procedure according to claim 9 , characterized in that the actuator (20) for closing the turbine bypass (13) is controlled when it is determined that not, in particular no longer, a catalytic converter heating operation is present as the operating state. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20) in einem Auslenkbereich betrieben wird, in welchem durch eine Auslenkung des Aktuators (20) eine Stellung der variablen Turbinengeometrie geändert werden kann, ohne einen vollständigen Verschluss des Turbinenbypasses (13) aufzuheben, wenn als Betriebszustand ein Aufladungsbetrieb ermittelt wird.Method according to one of claims 9 or 10 , characterized in that the actuator (20) is operated in a deflection range in which a position of the variable turbine geometry can be changed by a deflection of the actuator (20) without canceling a complete closure of the turbine bypass (13) when the operating state is on Charging operation is determined. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20) in einer Auslenkung betrieben wird, die eine maximal geöffnete Stellung der VTG (105), insbesondere der Leitschaufeln (8), bedingt, wenn als Betriebszustand ein Saugmotorbetrieb ermittelt wird.Method according to one of claims 9 or 10 , characterized in that the actuator (20) is operated in a deflection which causes a maximum open position of the VTG (105), in particular the vanes (8), when a naturally aspirated engine operation is determined as the operating state. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen des Turbinenbypasses (13) die Vorspannung des TBS-Stellers (10) hinsichtlich der Auslenkrichtung umgekehrt wird.Method according to one of claims 9 until 12 , characterized in that to open the turbine bypass (13), the bias of the TBS actuator (10) is reversed with respect to the direction of deflection. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dazu eine Schaltung eines pneumatischen oder ein hydraulischen Federelements (6, 12) verändert wird.procedure according to Claim 13 , characterized in that a circuit of a pneumatic or a hydraulic spring element (6, 12) is changed for this purpose.
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